[汽車之家 資訊] 近日,東風汽車已打造出國內首條車規(guī)級IGBT模塊全自動化封測流水線。作為電力電子行業(yè)里的“CPU”,IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)是國際上公認的電子革命中最具代表性的產品。將多個IGBT芯片集成封裝在一起形成IGBT模塊,其功率更大、散熱能力更強,在新能源汽車領域發(fā)揮著極為重要的功用和影響。
目前來看,IGBT行業(yè)的門檻非常高,除了芯片的設計和生產,IGBT模塊封裝測試的開發(fā)和生產等環(huán)節(jié)同樣有著非常高的技術要求和工藝要求。為突破封鎖,實現(xiàn)IGBT核心資源自主掌控,2019年,東風公司與中國中車攜手,成立智新半導體有限公司,開始自主研發(fā)、生產車規(guī)級IGBT模塊。歷時兩年,2021年7月,年產30萬只的IGBT生產線在武漢市東風新能源汽車產業(yè)園正式投產,這也是國內首條IGBT模塊全自動化封測流水線。
在生產車間,AGV小車將物料配送至指定區(qū)域,這些小芯片將被從晶圓上取下,分別精準地放置于固定襯板上,形成一個個IGBT模塊。只需要8個操作員,就能負責整條生產線40多臺設備的日常操作;從配送物料、封裝、測試、再到包裝,全自動生產線最大程度地避免了人為操作帶來的誤差和干擾。
作為車規(guī)級功率芯片,IGBT芯片厚度在100微米以內,要從薄薄的UV膜上抓取并貼在陶瓷基板上,稍不注意便會破損或出現(xiàn)誤差。產線采用國際領先設備,并加以工藝優(yōu)化,全自動貼片技術能夠兼顧取放精度與力度,確保產品穩(wěn)定性與可靠性。與業(yè)內以打鋁線為基礎的封裝技術不同,該生產線采用超聲焊接技術,連接模塊內外部電路,從工藝上避免了電磁干擾,從而提升了IGBT模塊的可靠性。生產線還使用了真空回流焊接技術,將芯片與陶瓷基板連接在一起,有效降低了芯片空洞率。據(jù)了解,行業(yè)內芯片最大空洞率普遍在2%-3%,但該產線卻能將空洞率控制在1%。
此外,作為IGBT模塊的升級產品、第三代半導體,碳化硅功率模塊有著更低損耗、更高效率、更耐高溫和高電壓的特性。據(jù)悉,碳化硅功率模塊項目于2021年1月在智新立項,目前課題已經順利完成,將于2023年搭載東風自主新能源乘用車,實現(xiàn)量產。該模塊能推動新能源汽車電氣架構從400V到800V的迭代,從而實現(xiàn)10分鐘充電80%,并進一步提升車輛續(xù)航里程,降低整車成本。
同時,總投資2.8億元的功率模塊二期項目也在加速推進中。據(jù)悉,該項目一方面優(yōu)化現(xiàn)有產線,提高IGBT模塊產量,另一方面開辟兩條全新產線,按訂單需求生產IGBT模塊及碳化硅功率模塊。到2025年,每年可為東風新能源汽車生產提供約120萬只功率模塊。
值得一提的是,東風汽車還與中國信科合作,共建汽車芯片聯(lián)合實驗室,推進車規(guī)級MCU芯片在漢落地,預計2024年實現(xiàn)量產;與中芯國際合作,完成設計首款MCU芯片,其功能性能指標達到國際領先水平。此外,東風公司還牽頭9家企業(yè)、高校、科研機構,共同組建湖北省車規(guī)級芯片產業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)合體,從研發(fā)到生產,拉動組建國內領先的汽車芯片產業(yè)鏈。(編譯/汽車之家 畢業(yè))
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